机械制造基础课件-金属切削加工.ppt
《机械制造基础课件-金属切削加工.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械制造基础课件-金属切削加工.ppt(121页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,1,机械制造基础,洛阳师范学院物电系 李 玲 公共邮箱: 密码jxzzjc 个人邮箱: ,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,2,工程材料部分小结,工程材料的分类与性能 金属材料的力学性能 金属材料的晶体结构 铁碳合金 金属材料的塑性变形与再结晶 金属的热处理及材料改性 常用金属材料及新材料简介,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,3,金属切削加工概述,1.金属切削加工的概念 2.金属切削加工的分类 3切削加工特点 4. 发展方向,201
2、9年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,4,金属切削加工概述,1.金属切削加工的概念,利用刀具及切削机床,切削掉多余材料手段 提高尺寸、形状、位置精度,降低粗糙度目的,2.金属切削加工分类,机工:工人操作机床进行切削加工 钳工:工人手持工具进行切削加工,车、铣、磨、刨、钻、镗等,划线、錾削、锯削、刮研等,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,5,金属切削加工概述,3切削加工特点,1)切削加工的精度和表面粗糙度的范围广泛,并可获得高加工精度、低表面粗糙度。可达IT12-IT3或更高,Ra25-0.008um 2)切削加工零件的材
3、料、形状、尺寸、重量范围大。ex葛洲坝一号船闸的闸门重达600t,高达30多米;几克轻的微型仪表零件; 3)生产率高。只在少数特殊场合,其生产率低于精密铸造、精密锻造和粉末冶金等方法。 4)切削力的存在。要求刀具、工件均具有一定强度和刚度,且刀具材料的硬度须大于工件。,没有切削加工,就没有机械制造业!,局限:微细结构、高硬高强等特殊材料的加工-特种加工,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,6,金属切削加工概述,4. 发展方向,加工设备-数控技术、精密和超精密、高速和超高速方向 普通加工、精密加工、超精密加工的精度可分别达到1um、0.01um、0.001
4、um,向原子级加工逼近 刀具材料-超硬刀具材料 陶瓷、聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼等超硬材料将被普遍用于切削刀具,切削速度可达每分钟数千米 生产规模和生产方式 小批量,单品种、大批量多品种变批量 手工操作、机械化、单机自动化、刚性流水线自动化柔性自动化、智能自动化,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,7,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素 1.2刀具材料 1.3刀具结构(教材1.3,1.6) 1.4金属切削过程 1.5切削加工的经济性与可行性,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,8,1金属切削加工的基
5、础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.1切削运动,主运动从工件上切下切屑所需要的最基本的运动,是切削运动中速度最高、消耗功率最多的运动(只有一个),进给运动维持切削过程,使待切除的金属层不断投入切割,从而完成整个表面加工(可多个) 削苹果,辅助运动吃刀、退刀、让刀等,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,9,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,10,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,工件上的三个表面,待加工表面 已加工表面 过渡表面(加工表面),切削用量三要素,切削速度 进给
6、速度 背吃刀量,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,11,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削用量三要素,切削速度、进给速度、背吃刀量,单位时间内工件或刀具沿主轴运动方向的相对位移。(主运动的线速度),主运动为旋转运动时,主运动为往复直线运动,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,12,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削用量三要素,切削速度、进给速度、背吃刀量,进给速度 :单位时间内,刀具和工具间沿进给运动方向所移动的距离(mm/s)
7、进给量 :主运动的一个循环内,刀具和工件之间沿进给方向所移动的距离(mm),车削、刨削,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,13,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削层几何参数,切削宽度、切削厚度、切削面积,主切削刃与工件过渡表面的接触长度(沿主切削刃量得的待加工表面和已加工表面的距离),2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,14,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削层几何参数,切削宽度、切削厚度、切削面积,每移动一个进给量后,相邻两主切
8、削刃(已加工表面)之间的垂直距离。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,15,1金属切削加工的基础知识,1.1切削运动与切削要素,1.1.2切削要素,切削层几何参数,切削宽度、切削厚度、切削面积,切削层的面积,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,16,1金属切削加工的基础知识,1.2刀具材料,1.2.1刀具材料的性能要求,(1)高的硬度 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度。在常温下,刀具材料的硬度一般应在60HRC以上。 (2)足够的强度和韧性 以便承受切削力和切削时产生的振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。 (3)高
9、的耐磨性 即抵抗磨损的能力。一般情况下,刀具材料硬度越高,耐磨性越好。 (4)高的耐热性 指刀具材料在高温下仍能保持硬度、强度、韧性和耐磨等性能。(热硬性、化学稳定性) (5)良好的工艺性和经济性 为便于刀具本身的制造,刀具材料应具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及热处理性能等,而且要追求高的性能价格比,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,17,1金属切削加工的基础知识,1.2刀具材料,1.2.2常用刀具材料,碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,18,1金属切削加工的基础
10、知识,1.2刀具材料,1.2.3其他刀具材料,陶瓷材料 人造金刚石 立方氮化硼 新型高速钢 新型硬质合金,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,19,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的结构形式及组成,车刀的结构形式 整体式 焊接式 机夹式 机夹可转位式,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,20,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,21,整体式车刀结构简单,但对贵重的刀具材料消耗较大; 焊接式车刀刚性好,灵活性较大,可以根据加工要求,方便的磨出所需要的角度
11、,但硬质合金刀片经过高温焊接和刃磨后,易产生内应力和裂纹,使切削性能下降,对提高生产率很不利; 机夹式车刀可避免焊接高温带来的缺陷,提高刀具切削性能,并能使刀柄多次使用; 机夹可转位式车刀所用的硬质合金刀片具有多个切削刃,当一个切削刃用钝后,不需要重磨,只要松开加紧元件,将刀片转换一个位置,重新加紧,即能继续使用,可获得较大的经济效益。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,22,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的结构形式及组成,车刀的组成 刀柄(夹持部分) 刀头(切削部分)三面 两刃 一尖,切削流出经过的表面,与加工表面相对,与待
12、加工表面相对,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,23,复习,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,24,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的几何角度(标注角度/刃磨角度),假设条件,忽略进给 刀尖与工件回转中心等高 刀柄中心线与工件轴线垂直,图-水平直线刃切断刀,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,25,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的几何角度(标注角度/刃磨角度),辅助平面 基面 切削平面 正交(主剖面) 副正交平面,图1.7
13、,图-水平直线刃切断刀,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,26,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.1车刀的几何角度(标注角度/刃磨角度),图纸上标注的角度,是测量和刃磨的依据,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,27,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.2车刀的几何角度(标注角度),正交平面内测量 前角、后角 楔角,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,28,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.2车刀的几何角度(标注角度),基面内测
14、量 主偏角、副偏角 刀尖角,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,29,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.2车刀的几何角度(标注角度),切削平面内测量的角度 刃倾角,副正交平面内测量的角度 副后角,常用车刀的作图法表示 p16 图1.11,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,30,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具的工作角度,概念 影响因素,安装的影响 刀尖高于或低于工件回转轴线: 车刀刀柄中心线与工件中心不垂直:,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系
15、中国 洛阳,31,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具的工作角度,影响因素,进给的影响 螺纹车削的例子 一般车外圆时,可忽略螺旋面升角,车削大螺距螺纹时,必须考虑。例,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,32,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具的工作角度,例子:车螺纹时进给的影响,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,33,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择(p28 1.6节),前角的作用与选择,影响切削难易程度 锋利与强度,选择原则 工
16、件材料 刀具材料 加工性质,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,34,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,后角的作用与选择,影响后刀面与工件的摩擦、表面质量和刀头强度,选择原则 加工性质 工件材料 工艺系统,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,35,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,主偏角的作用与选择,影响切削条件、刀具寿命,切削分力,选择原则 工艺系统刚性 工件的刚性 细长轴的加工,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学
17、院物电系 中国 洛阳,36,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,副偏角的作用与选择,摩擦、震动 ,表面质量+刀尖强度 残留面积(车螺纹):副偏角减小、主偏角减小-残留面积减小-粗糙度减小 平行进给的 直线修光刃、增大刀尖圆弧半径-减小残留面积 主偏角减小-刀尖强度增大,选择原则 主要依据粗糙度要求,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,37,1金属切削加工的基础知识,1.3刀具结构,1.3.3刀具角度的作用与选择,刃倾角的作用与选择,影响切削刃的强度(刀具受力状态),切屑流出方向 p32图1.31,选择原则-加工性质:
18、 粗加工或断续切削 精加工,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,38,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.1切屑形成过程及种类,切削过程-,塑性金属的切削过程是挤压和切屑变形的过程 -p20 弹性变形塑性变形挤裂切离,三个变形区 1区,变形量最大,切削力、切削热主要来自这里,消耗机床提供的大部分能量 2区:切屑与前刀面的摩擦变形区,影响积削瘤的形成和前刀面磨损 3区:已加工表面与后刀面的摩擦变形区,影响工件表面的变形强化、残余应力和后刀面磨损,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,39,1
19、金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.1切屑形成过程及种类,切屑颜色与形变程度,银白色:变形小(300-400度) 淡蓝色:变形大(500度) 紫黑色:变形很大(大于800度),为什么切屑外表面光滑?向顶层弯曲?,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,40,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.1切屑形成过程及种类,切屑的种类,带状切屑 节状切屑 崩碎切削,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,41,切屑的种类,带状切屑 形成加工塑性金属,所取的切削深度低,切削速度高,
20、前角较大(精加工) 特点 节状切屑 形成加工中等硬度的塑性材料,所取的切削深度高,速度低,前角小(精加工) 特点有明显裂痕,呈节状。切削过程变形大,切削力也较大且有波动,工件表面较粗糙 崩碎切削 形成切削铸铁、青铜扥脆性材料 特点切削力变动大、且集中在刃口附近,刀具易损坏;产生振动,影响表面质量,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,42,复习课2,车刀的几何角度 车刀的工作角度 车刀几何角度的选取 金属的切削过程,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,43,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.
21、4.3积屑瘤 p22图1.19 1.20,概念 形成原因 形成过程 长大破裂带走,反复进行(很快),对切削加工的影响 积屑瘤对切削过程的影响 抑制积屑瘤产生的措施,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,44,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.4加工硬化,概念 加工金属材料,工件已加工表面,表层的强度、硬度明显提高,而塑性下降的现象,形成原因 硬化层特点 减轻加工硬化现象的措施,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,45,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5切削
22、力,来源 分力及作用 图1.23 影响切削力的因素,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,46,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5切削热与切削温度,切削热的产生 切削温度及分布 影响切削温度的因素,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,47,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5刀具磨损与刀具耐用度,刀具的磨损方式 刀具的磨损过程 刀具的钝化标准 影响刀具磨损的因素 刀具材料、刀具几何形状、工件材料、切削液,可以选用耐热性好的材料或加大刀具前角,以减少刀具的磨
23、损。 判断刀具的磨损极限,是以后刀面的磨损带宽度VB来衡量的,但在实际生产中不可能经常测量,一般是根据刀具进行切削的时间来确定刀具是否磨钝。,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,48,1金属切削加工的基础知识,1.4金属切削过程及物理现象,1.4.5刀具磨损与刀具耐用度,刀具的耐用度,刀具的生命周期 使用磨钝刃磨报废,刀具的耐用度两次刃磨之间的总切削时间 刀具寿命t一把新刀从投入切削开始,到报废为止总的实际切削时间 t=nT,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,49,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性
24、与可行性,1.5.1零件的加工质量 1.5.2生产率及提高生产率的措施 1.5.3切削用量的选择原则 1.5.4工件材料的切削加工性 1.5.5切削液的选择,2019年5月22日星期三1时22分47秒,洛阳师范学院物电系 中国 洛阳,50,1金属切削加工的基础知识,1.5切削加工的经济性与可行性,1.5.1零件的加工质量,加工精度 尺寸、形状、位置、表面粗糙度等参数的实际值与理想值的复合程度 权衡加工成本和加工精度,合理选择。 尺寸公差、形状公差、为止公差,表面粗糙度 表面质量 切削加工后,表面粗糙度数值、表面层的加工硬化程度及表面残余应力的性质及大小,2019年5月22日星期三1时22分47
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械制造 基础 课件 金属 切削 加工
链接地址:https://www.31doc.com/p-2817721.html